核磁共振儀是什么？工作原理是什么？

核磁共振（MRI），又叫核磁共振成像技術(shù)。是繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進步。自80年代應(yīng)用以來，它以極快的速度得到發(fā)展。那核磁共振儀工作原理是什么呢？下面趕緊和家庭醫(yī)生在線小編一起來了解一下吧。

基本原理

是將人體置于特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。

核磁共振是一種物理現(xiàn)象，作為一種分析手段廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物等領(lǐng)域，到1973年才將它用于醫(yī)學(xué)臨床檢測。為了避免與核醫(yī)學(xué)中放射成像混淆，把它稱為核磁共振成像術(shù)（MR）。

MR是一種生物磁自旋成像技術(shù)，它是利用原子核自旋運動的特點，在外加磁場內(nèi)，經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號，用探測器檢測并輸入計算機，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換在屏幕上顯示圖像。

MR提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中的其他許多成像術(shù)，而且不同于已有的成像術(shù)，因此，它對疾病的診斷具有很大的潛在優(yōu)越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像，不會產(chǎn)生CT檢測中的偽影；不需注射造影劑；無電離輻射，對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內(nèi)血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內(nèi)動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內(nèi)腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效，同時對腰椎椎間盤后突、原發(fā)性肝癌等疾病的診斷也很有效。

連續(xù)波核磁共振波譜儀 CW-NMR

如今使用的核磁共振儀有連續(xù)波（continal wave，CW）及脈沖傅里葉（PFT）變換兩種形式。連續(xù)波核磁共 振儀主要由磁鐵、射頻發(fā)射器、檢測器、放大器及記錄儀等組成（見下圖）。磁鐵用來產(chǎn)生磁 場，主要有三種：永久磁鐵，電磁鐵[磁感應(yīng)強度可高達24000 Gs（2.4 T）]，超導(dǎo)磁鐵[磁感應(yīng)強度可高達190000 Gs（19 T）]。

核磁共振波譜儀的分辨率多用頻率表示（也稱“兆數(shù)”）其定義是在儀器磁場下激發(fā)氫原子所需的電磁波頻率。如一臺磁場強度為9.4T的超導(dǎo)核磁中，氫原子的激發(fā)頻率為400MHz，則該儀器為“400兆”的儀器。頻率高的儀器，分辨率好，靈敏度高，圖譜簡單易于分析。磁鐵上 備有掃描線圈，用它來保證磁鐵產(chǎn)生的磁場均勻，并能在一個較窄的范圍內(nèi)連續(xù)精確變化。射頻 發(fā)射器用來產(chǎn)生固定頻率的電磁輻射波檢測器和放大器用來檢測和放大共振信號。記錄儀將 共振信號繪制成共振圖譜。

CW-NMR價格低廉，溫度，易操作，但是靈敏度差。因此需要樣品量大，且只能測定如1H/19F/31P之類天然豐度很高的核，對諸如13C之類低豐度的核則無法測定。

PFT-NMR

20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)了脈沖傅里葉核磁共振儀，它的出現(xiàn)使13C核磁共振的研究得以迅速開展。

脈沖變換傅里葉核磁共振波譜儀（pulse Fourier transform-NMR）與連續(xù)波儀器不同，它增設(shè)了脈沖程序控制器和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，利用一個強而短（1~50μs）的脈沖將所有待測核同時激發(fā)，在脈沖終止時及時打開接收系統(tǒng)，采集自由感應(yīng)衰減信號（FID），待被激發(fā)的核通過弛豫過程返回平衡態(tài)時再進行下一個脈沖的激發(fā)。得到的FID信號是時域函數(shù)，是若干頻率的信號的疊加，在計算機中經(jīng)過傅里葉變換轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域函數(shù)才能被人們識別。PFT-NMR在測試時常進行多次采樣，而后將所得的總FID信號進行傅里葉變換，以提高靈敏度和信噪比（進行n次累加，信噪比提高n^0.5倍）。

PFT-NMR靈敏度很高，可以用于低豐度核，測試時間短（掃一次一到幾秒），還可以測定核的弛豫時間，使得利用核磁共振測定反應(yīng)動態(tài)成為現(xiàn)實